虚拟现实互动教学系统解决方案

本方案由搜维尔虚拟现实研究室推出。虚拟现实技术的触角已经涉及高等教育每个学科和各个方面，从技术上来说独具先进性，技术潜力巨大，应用前景可观。传统教学观念“传道、授业、解惑”决定教学主要采用课堂讲授法，教学内容、结构、学方法及教学进度都是由教师来决定的，教师是整个教学活动的中心。该系统的优势在于利于教师组织、监控整个教学活动进程。但教师对学习的绝对主宰导致学生的思维惰性越来越强，学生很少主动思考、提出自己的问题，这种情况的长期持续最终导致中国学生普遍缺乏创新思维能力和实际动手能力。虚拟现实技术为传统教学带来翻天覆地的变化。

虚拟现实互动教学系统优势

虚拟现实互动教学系统，就是用计算机来模拟真实自然现象或社会现象，学生模拟扮演某一角色进行技能训练的一种教学方法。虚拟现实互动教学系统能在很大程度上弥补客观条件的不足，为学生提供近似真实的训练环境，提高学生职业技能。我们可以从搜集资料、处理教材、创设情境等方面入手实施仿真教学并在事实过程中改进仿真教学中存在的一些问题。虚拟现实互动教学系统是近十年来发展起来的并且越来越受到人么重视的新方法。虚拟现实互动教学系统的应用十分的广泛，从自然科学家、管理科学到工程技术的许多学科教学中都可以采用。随着多媒体技术的发展，仿真的效果更是令人叹为观止。

灵活的仿真各种真实情况。在仿真软件中可以灵活地设置各种参数、模拟条件，就可以自如地模拟真实世界中的各种情况。 设定各种事故及极限运行状态。通过仿真，可以了解真实世界中无法实现的危险性操作，或者临界条件。

自动评价功能。一般情况下，仿真软件具有评价功能，可以给学生的每一次操作实时地评分，使学生们可以即时地了解自己的每一次操作的正确性或合理性。 安全性。所有的操作均不是现场实施，因此绝对不会带来危险的后果。

除了以上这些显而易见的优点，虚拟现实互动教学系统还有一些超出人们预期的效果。调动学生的学习主动性。虚拟现实互动教学系统一般都是独立操作，独立完成，学生必须开动脑筋认真分析问题，从而才能准确地解决问题。传统的教学中，学生往往会等待教师给出正确答案。 开拓想象空间。仿真软件的操作不存在限制，学生可以海阔天空地想象，进行各种各样的设计，并迅速地通过仿真看到结果。这在传统教学中是不可能实现的。减轻教师的负担。学生们主观能动性的提高，就意味着教师可以腾出手来做更多的教学工作，或进行有针对性的指导工作。传统教学中，一个教师往往要面对几十位学生，无法跟踪每个学生的全过程。增强学生的自信心和成就感。通过仿真训练，学生们充分了解自己所学的知识，应用领域，应用前景等，将理论与实践相结合，增强了对专业技术的认识，从而激发敬业精神。而传统教学中，学生们掌 握了一大堆知识，却不知道如何应用，往往会对本专业有一种挫败感，丧失从事专业工作的积极性。增强学生的安全意识。通过计算机仿真，在虚拟世界中由于错误的操作而产生的安全事故，可以提高学生的警觉，分析故障原因，掌握排除故障的技巧。

总之，虚拟现实互动教学系统是一种新的科学研究手段和教学手段，为各个专业的学生以及教师提供了教学和研究的一个平台，延展了创新的想象空间，必将在未来的智能化教育领域中取得重大的发展，成为现代教育的基础。

虚拟现实互动教学系统的特点

1.身临其境的真实体验感

建立各种仪器设备模型可以通过计算机模拟出各个角度看到的各种仪器设备视觉效果及动态的各种仪器设备操作方法与各部件组装过程（包括组装过程中需要的工具），每个需要的画面上用提示性的文字或语音向用户展示，让学员能够自己动手操作很好地了解各种仪器设备的构造、拆卸/安装与操作使用。利用VR技术设计的逼真的三维虚拟环境，如需查看更多请点击

2.逼真的电路系统及故障排除系统

平台能真实模拟各种仪器设备的所有电路及故障排除，学生进入平台便可进行多种情况下不同部件的机械及电路故障排除模拟操作，同时平台还设置了与真实万用表、示波器一样的“虚拟万用表”、“虚拟示波器”，如需查看更多请点击

3.交互性

平台充分利用VR技术的可互动性，设计了符合人们自然交互习惯的互动操作模式。如需查看更多请点击

4.多人在线学习，突破区域界限

平台支持多人同时在线学习，学员可不受时间、地点限制的随时上机操作学习，如需查看更多请点击

5.支持远程应用及管理

虚拟现实三维互动教学平台采取服务器端与用户端的模式。用户端（学生/教师）通过账号密码进行登陆，通过访问服务器，进行模型数据的传输。而整个平台的管理，是通过唯一管理员进行管理的，如需查看更多请点击

6.可扩展的教学模块

虚拟现实互动教学系统以多系统多模块相结合的模式，利用虚拟平台，结合先进的虚拟现实技术，同时以C/S应用模式为主、B/S应用模式为辅，使得整个平台具有可扩展性。如需查看更多请点击

7.节省培训费用，提高培训效率

很多实验仪器设备（如数控机床、波峰焊机等）属于昂贵的实训设备，身价从几十万到上千万元不等，给教学单位带来了很大的设备资金压力，为解决这一难题，在该平台学员便可全方位掌握仪器设备的工作原理、各部件拆装、线路测试、故障排除等完善的教学应用，如需查看更多请点击

方案核心

虚拟互动教学就是利用虚拟技术模拟难以讲解的教学场景，并使之可视化和可参与性，让学员在可视化和参与性下能更好的学习到相关技能。虚拟现实技术可以使枯燥表格、数字和程序，手术，安装流程等变得生动而有趣，另一方面，虚拟实验能将若干知识点串联起来，起到汇总和系统化的作用。 提供教学质量，降低教学成本。
虚拟教学具有以下优点：

1、教学内容视觉化
2、学习中的交互性好
3、沉浸感真实感强

应用领域

一、医学领域：

如需查看更多请点击搜维尔在虚拟医学领域的方案有：

1、虚拟手术模拟训练系统解决方案

2、单端口腹腔镜手术虚拟训练系统解决方案

3、肾切除术模拟训练系统解决方案

4、卵巢囊肿切除术模拟训练系统虚拟现实解决方案

5、异位妊娠切除术模拟训练系统虚拟现实解决方案

6、胆囊切除术模拟训练系统虚拟现实解决方案

7、模拟手术教育平台系统解决方案

8、腹腔镜手术模拟训练系统解决方案

9、生物医学解决方案

二、机械设备行业虚拟安装拆卸：

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搜维尔在机械行业有如下虚拟培训系统：

1、产品展示&工业仿真系统解决方案

2、工业虚拟现实仿真系统解决方案

3、虚拟装配维修系统解决方案

4、基于TechViz的数字样机解决方案

三、能源勘探领域：

1、矿业人员技术培训：

虚拟现实技术创造出的矿山生产环境具有逼真、交互作用的特点，可以直观模拟采矿环境及其作业过程，供采矿工程专业的学生实习，这样既可以降低实习费用，又可缩短教学时间，让更多的人接受高等教育。搜维尔在采矿工程领域的解决方案有：

1）采矿- 钻井机训练模拟系统解决方案

2）长壁开采技能模拟训练系统解决方案

3）连续采掘机模拟训练系统解决方案

4）前端装载机模拟训练系统解决方案

5）挖掘机模拟操作系统解决方案

6）电铲操作模拟训练系统解决方案

7）煤矿硬岩矿露天矿专用机器模拟系统解决方案

8）基本驾驶技能模拟训练系统解决方案

9）地下采矿装卸机操作模拟训练系统解决方案

10）拉铲挖掘机操作模拟训练系统解决方案

11）钻探装置模拟训练系统解决方案

2、意外情况逃生培训：

同时还可对井下工人进行上岗前的操作及安全教育培训，如虚拟井下的各种工况及险情，使被训练者身临其境地去体验，并学会采取有效的应急措施去处理各种险情，使每一名下井的人员都清楚矿井的结构和逃生技巧，消除事故隐患。搜维尔在应急推演领域中的解决方案有：

1）应急预案三维仿真训练系统解决方案

2）应急演练仿真系统解决方案

四、虚拟现实在水利电力方面的应用：电网仿真培训

1、虚拟现实电力培训仿真系统解决方案

2、基于虚拟现实技术的电力试验培训系统解决方案

电力仿真系统可以全过程仿真电力系统动态行为，可用于电力系统运行方式研究、安全稳定分析、事故重演和分析等。对运行人员进行正常操作、事故判断和处理、系统恢复的培训等；对运行人员的各种操作能力、事故判断和处理能力进行鉴定与考核；对保护定值和自动装置定值进行校验。

五、在培训教育课件上的应用：

实验教育的核心，在于充分鼓励公众亲自动手进行探索与实践，通过实践培养创造性思维，传播科学思想和科学方法。以往由于科技馆各种软硬条件的限制下，这一点往往是最难实现或者代价最大的。如需查看更多请点击